葡萄糖氧化酶(GOX)作为癌症饥饿疗法的理想内源性氧化还原酶，可以与细胞内葡萄糖和氧气(O2)反应生成过氧化氢(H2O2)和葡萄糖酸，这可以切断癌细胞的营养来源，从而抑制癌细胞的增殖。 这个过程也会导致酸度的增加和缺氧的加重来进一步调节肿瘤的微环境。 因此，GOX为用于肿瘤的多模式治疗以及多功能纳米复合材料的精心设计提供了可能性。针对肿瘤环境与正常生理环境特异性的差异来设计多模式智能释放靶向药物治疗体系，不仅实现多种单一治疗模式的相互协同与促进，也克服单一治疗模式带来的种种缺点。利用 GOX 偶联生物相容性好的无机硅材料不仅可以将药物安全的递送至肿瘤部位，同时触发的多模式治疗也会有效治疗癌症。本论文从两个方面进行开展：一、基于中空介孔二氧化硅为载体的GOX诱导的增强 pH 反应药物递送系统，实现化疗和饥饿疗法协同的多模式治疗方式用于肿瘤治疗；二、基于四氧化三铁为核心及介孔二氧化硅为载体的纳米载药体系，外部偶联的 GOX触发肿瘤饥饿诱导增强的化学动力疗法和化学疗法协同的多模式肿瘤治疗方式。
　　实验第一部分设计了一种基于HMSN的新型药物递送系统，以通过多种治疗方式提高酸度并治疗肿瘤，并通过pH敏感的聚电解质层对其进行包裹。作为典型的抗癌药物，DOX被装载在HMSN的内部，对肿瘤具有较强的杀伤作用。通过嫁接的方式将GOX引入HMSN的外部。在肿瘤微环境下，它可以催化葡萄糖氧化为有毒的H2O2和葡萄糖酸，有效降低肿瘤细胞的pH值，并消耗肿瘤细胞中的氧气和营养(葡萄糖)，从而同时达到饥饿疗法的目的。在这里，我们创造性地将GOX用作pH跃迁剂，以进一步降低肿瘤环境的pH值并刺激药物的快速释放。较低的pH值可以极大地促进聚电解质层(PEM)的解聚，其最外层的带正电荷的聚电解质层旨在靶向负电荷过度表达的癌细胞。透射电镜和扫描电镜表征证明我们成功合成了尺寸均一，直径约180 nm的DOX/GOX@HMSN-PEM。体外实验表明，GOX可以有效促进药物释放，DOX/GOX@HMSN-PEM具有较高的载药率(DOX载药量为19.8%)和稳定性。通过共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察发现癌细胞对 DOX/GOX@HMSN-PEM 纳米粒子具有较大摄取能力，通过体外细胞实验发现其对癌细胞有较强的毒性和促进细胞凋亡作用，当DOX依赖浓度为40μg/mL的DOX/GOX@HMSN-PEM的细胞生存率达到94%，细胞凋亡为52.3%。
　　实验第二部分设计一种新型的多模式治疗方式用于高效的癌症治疗：肿瘤饥饿触发了化学动力疗法和化学疗法的协同作用。将Fe3O4纳米颗粒(芬顿反应催化剂)和缺氧前药替拉帕明(TPZ)装载在介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)中，然后将 GOX 接枝到其表面上，制备出了具有多模式治疗功能的纳米粒子(TPZ/Fe3O4@MSN-GOX)。从逻辑上讲，葡萄糖氧化酶(GOX)夺取了肿瘤细胞的营养(葡萄糖和氧气)用于饥饿疗法，同时通过GOX驱动的氧化反应放大了肿瘤异常 (酸度升高，缺氧加剧和 H2O2浓度升高)。具体而言，提高酸度可加速铁离子的释放并提高芬顿反应效率。随着H2O2浓度升高，检测到ROS水平也升高，从而增强了化学动力学治疗。加剧的缺氧激活了针对肿瘤特异性化疗的缺氧前药(TPZ)。因此，多模式疗法是专门针对肿瘤微环境设计的，并获得了有效的异常放大和较好的治疗效果，当TPZ/Fe3O4@MSN-GOX的TPZ依赖浓度为16μg/mL时，细胞生存率均小于10%，当依赖浓度为40μg/mL时，细胞凋亡率超过90%，结果证明纳米粒子取得了良好的抗肿瘤效果。